Mitose und Meiose: Zellteilung einfach erklärt

Mitose

Die Mitose ist durch zwei wichtige Komponenten gekennzeichnet, die die mitotische Figur bilden: die chromatische und die achromatische Komponente. Die erste wird von den Chromosomen gebildet. In gewissem Sinne kann man auch den Nucleolus als Teil des mitotischen Zyklus betrachten. Die zweite Komponente besteht aus Zentriolen, Astern und der Spindel.

Prophase

Die Prophase nimmt etwa 40 % der gesamten Mitosedauer ein. Sie beinhaltet eine Reihe morphologischer Veränderungen sowie Veränderungen im physikalisch-chemischen Zustand der Zelle. In der Phase zwischen G2 und Prophase findet eine Desorganisation und Reorganisation des Zytoskeletts statt, das die Zellform während der Interphase aufrechterhalten hat. Bei pflanzlichen Zellen ist dies aufgrund der starren Zellwand nicht der Fall.

Metaphase

Während der Metaphase bewegen die Mikrotubuli die Chromosomen zu den entgegengesetzten Polen. Es scheint, dass lange Kinetochor-Mikrotubuli stärker ziehen als kurze. Wenn ein Chromosom weiter von einem Pol entfernt ist als vom anderen, wird es zum weiter entfernten Pol hingezogen. Es ist zudem möglich, dass Chromosomen in diesem Stadium von den Polen weggeschoben werden, je näher sie einem Pol sind. Um beide Kräfte auszugleichen, werden die Chromosomen entlang der äquatorialen Achse der Zelle ausgerichtet. Die Metaphase endet, wenn alle Chromosomen in der Äquatorialebene ausgerichtet sind.

Anaphase

Zu Beginn der Anaphase teilt sich das Zentromer jedes Chromosoms, und die Schwesterchromatiden trennen sich in zwei unabhängige Tochterchromosomen. Die Kinetochoren führen molekulare Bewegungen aus. Proteinmotoren innerhalb des Kinetochors, ähnlich denen in Cilien und Flagellen, ziehen die Kinetochoren (und die mit ihnen verbundenen Chromosomen) entlang der Kinetochor-Mikrotubuli polwärts. Gleichzeitig werden die Mikrotubuli innerhalb der Kinetochoren abgebaut, sodass sie sich mit etwa der gleichen Geschwindigkeit verkürzen, mit der sich die Kinetochoren polwärts bewegen.

Die Genauigkeit der Trennungsmechanismen ist unabhängig von der Anzahl der Chromosomen. Die Mitose funktioniert in Zellen mit wenigen Chromosomen (z. B. Fruchtfliegen mit 8 Chromosomen) genauso wie in Zellen mit hunderten Chromosomen (z. B. Schachtelhalme). Dies gilt gleichermaßen für haploide, diploide und polyploide Zellen.

Telophase

Wenn die Chromosomen die Pole erreichen, beginnt die Telophase, die letzte Stufe. Die Spindel zerfällt. Die Bläschen, die aus der während der späten Prophase zerfallenen Kernmembran entstanden sind, binden sich um jeden Chromosomensatz, um zwei neue Zellkerne zu bilden. Die Chromosomen entspiralisieren sich und der Nucleolus erscheint wieder. In fast allen Zellen findet während der Telophase die Zytokinese statt, die jeden der Tochterkerne in eine unabhängige Zelle umschließt.

Meiose

Die spezialisierten Zellen, die sich bei der sexuellen Fortpflanzung vereinen, sind Keimzellen oder Geschlechtszellen. Bei Weibchen nennt man diese Gameten Eizellen, bei Männchen Spermien. Die Vereinigung einer Eizelle und einer Samenzelle heißt Befruchtung. Die durch diese Vereinigung entstandene Zelle nennt man Zygote.

Die Meiose ist die Zellteilung, bei der die Anzahl der Chromosomen halbiert wird, um Gameten zu bilden. Sie umfasst eine Zellteilung, die mit der diploiden Chromosomenzahl beginnt. Die Zelle durchläuft zwei aufeinanderfolgende Teilungen, aber die Chromosomen werden nur einmal dupliziert. Das Ergebnis sind vier Tochterzellen, von denen jede nur die halbe Anzahl der Chromosomen der Mutterzelle enthält.

Die Interphase vor der Meiose ähnelt der Interphase vor der Mitose: Es werden Proteine und andere Komponenten gebildet, Energie gespeichert und Materialien mit der Umgebung ausgetauscht.